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實施汽車晶圓偏移監控 車用元件良率提升有秘訣

控制計劃詳細說明了受到監控的製程步驟及其監控方式,包括指定檢測靈敏度、採樣頻率以及所採用的確切製程控制系統訊息等細節。精心設計的控制計劃能夠檢測到所有偏移,並防止因採樣不足使得「極端異常的」漏網晶圓出廠。此外,該計劃將清楚地指出哪些晶圓受到每次偏移的影響,從而可以將其隔離並更充分地處置,這確保了不合格的元件不會被無意的運送出廠。 進行缺陷檢測確保晶圓品質 為了實現這些目標,確保晶圓品質,整套車用晶片服務的控制計劃與消費產品IC生產的控制計劃相比,往往需要更全面的檢測和量測。 在晶圓廠中,對採用同一設計規則的車用和非車用產品的製程控制進行基線數據分析,其結果表明晶圓廠為車用產品採取了更多的缺陷檢測步驟和更多類型的製程控制(檢測和量測)。數據顯示就平均而言: .車用流程所採用的缺陷檢測步驟大約多1.5到2倍。 .車用流程使用更為頻繁的採樣,不僅是批次採樣百分比更高而且每批次採樣晶圓也更多。 .車用流程使用更高的靈敏度用以捕獲較小缺陷,因其可能對可靠性產生影響。 這些因素的綜合影響導致典型的車用晶圓廠需要比消費產品製造同僚多50%的製程控制性能,仔細觀察一下會看到該性能的確切部署方式。 圖1顯示了在同一晶圓廠中車用和非車用製程流程的檢測點之間的批次數量示例。由於檢測步驟數量更多,如果存在缺陷偏移,則可以在車用流程中更快地發現。而迅速發現偏移則可以減少受影響的批次數量,以更少並更為明確的批次中發現受較高缺陷影響的貨,這有助於滿足車用晶片可追溯性的要求。然後這些偏移批次被單獨隔離並進行100%的高靈敏度晶圓檢測,以便決定其處置方式是放行、報廢或在適用時降級至非車用應用。 圖1 顯示了車用製程流程和非車用(基線)製程流程中在檢測點之間受影響的批次數量示例。車用製程流程在FEOL有更多的檢測點,因此在偏移發生時受影響的批次數量較少。 整套車用晶片服務中的額外檢測點也帶來更多益處,因其縮小了偏移潛在原因的範圍,所以尋找偏移根本原因更為簡便。縮小潛在原因的範圍也有助於8D調查更為迅速有效,以便尋找並解決問題。與直覺相反,因為減少了生產線上的變化,增加檢測點數量反而會減少生產週期時間。 提高異常晶圓捕獲率 高產量宏觀缺陷檢測需求增 雖然提高檢測能力有助於對製程偏移進行監控和控制,但車用IC質量仍存在著風險。因為每個晶圓在晶圓廠中通過眾多個製程反應室的路徑可能各不相同,所以數百個製程步驟中的微小變化和邊際化的總和可能會產生「極端異常」的晶圓。這樣的晶圓很容易通過一個高度依賴於次級採樣的控制計劃,讓受影響的晶片進入供應鏈。為解決這一問題,許多車用晶片廠正在將高產量宏觀缺陷檢測機台加入其設備組合中,對於每一批次進行更多晶圓的掃描,這顯著提高了捕獲異常晶圓並防止其進入汽車供應鏈的可能性。 新一代宏觀缺陷檢測機台可以將許多老一代明場和暗場晶圓缺陷檢測機台的靈敏度和缺陷捕獲能力結合到一個平台之中,並且可以每小時運行近150個晶圓,可以降低擁有成本。在採用較大線寬設計的200mm晶圓廠中,該檢測能力的提升通常可以捕獲以前未檢測到的多個低水平偏移,如圖2所示。 圖2 每批5個晶圓(圓圈)的傳統採樣計劃可能不會檢測到單個異常的晶圓偏移(方塊)。高產量宏觀缺陷檢測機台可以通過減少採樣不足及其相關風險來防止漏網之魚。 在先進及較小設計線寬的晶圓廠中,宏觀缺陷檢測機台缺乏必要的靈敏度,因而無法取代寬帶電漿和雷射掃描晶圓缺陷檢測機台在傳統生產線監控和圖案晶圓偏移監控中所占據的角色。然而,它們的高產量已經使其在補強現有樣本計劃和捕獲異常晶圓的晶圓級缺陷分布特徵等方面發揮了重要的作用。 車用晶片控制策略的最新發展是採用晶片級別的缺陷檢測篩選。該項技術其中一種,稱為線上缺陷元件平均測試(I-PAT),使用異常值檢測技術來進一步增強晶圓廠的識別能力,找出那些可能通過電性測試但由於潛在的缺陷而在未來產生可靠性失效的晶片,此一方法將會在未來的文章中討論。 (本文作者David W. Price博士和Jay Rathert為KLA資深總監;Douglas Sutherland為KLA首席科學家)  
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瑞薩驅動器系列新品實現高電流DC/DC轉換

瑞薩電子近日宣布推出全新的汽車級100V、4A半橋式N通道MOSFET驅動器系列。ISL784x4系列共有三款產品:ISL78424和ISL78444都有單個三階(Tri-Level)PWM輸入,並用於控制兩個閘極驅動器(Gate Driver),而ISL78434具有雙獨立輸入端,可個別控制高邊驅動器和低邊驅動器。ISL784x4半橋式N-MOSFET驅動器可搭配ISL78224四相雙向控制器,能夠在輕度混合動力車(Mild Hybrid)使用的12V~48V轉換器中,提供高達3kW的功率和百分之95以上的效率。ISL784×4驅動器也非常適用於12V~24V雙向DC/DC轉換器,以及其他高電流的降壓或升壓應用。 ISL784×4驅動器藉著提供獨立的電流源式,以及電流槽式的MOSFET閘極驅動接腳,簡化了驅動大電流MOSFET的設計。這讓設計人員可以輕鬆使用外接的閘極電阻,來調節DC/DC開關節點的迴轉率(包括上升暫態和下降暫態),進而降低電磁干擾(Electromagnetic Interference, EMI)。ISL784x4還提供適應性死區時間控制(Adaptive Dead Time Control),以保證精準的先斷後合式(Break-Before-Make)開關操作,避免在兩個DC/DC轉換器開關同時閉路時,可能發生的貫穿電流。除此之外,ISL78424和ISL78434的適應性死區時間功能,還能夠檢測MOSFET的閘極,消除電壓誤差--為了控制開關節點的迴轉率,外接閘極電阻時,跨電阻的電壓就會引起這個電壓誤差。
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德國萊因車用電子ISO26262研討會新竹登場

由於車上有越來越多電子系統,使得整車廠更加關注電子產品的安全,其中重要的安全考量之一即是功能安全。系統一旦失效就可能為乘客的生命財產安全帶來損害。因此從整車廠、零部件廠商及半導體廠均開始陸續要求供應鍊需符合功能安全標準,並應從管理系統、開發流程、產品安全技術端開始導入。   德國萊因工業服務部專案經理張庭維表示,一般產品只要品質做好即可,但導入ISO26262後,企業就能明白不同場景應用帶來的風險有哪些,這是從品質觀點轉變為安全觀點的思維。舉例來說,電動車的動力源電池如果狀況不佳,那像是一顆行走間的不定時炸彈,若能依循功能安全標準在開發過程中評估電池在高溫、低溫場景的反應,進行驗證及測試,或是在電池管理系統內具備停止充放電或相關保護,以避免駕駛人行駛發生事故,都是屬於功能安全的範圍。   為協助業者深入了解ISO26262所能帶來的效益及如何管理應用,德國萊因與IBM、Parasoft、鈦思科技聯手於新竹舉辦相關實務研討會,詳細說明汽車電子產品開發過程中生命週期架構及各階段的要求。
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